BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Bendungan Mangge Asi, Dompu berfungsi sebagai Irigasi dengan

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Rancang Dasar Bangunan Bendung Umum Bendungan Mangge Asi, Dompu berfungsi sebagai Irigasi dengan memanfaatkan aliran sungai yang ada. Tipe yang direncanakan adalah run off river (ROR). Bangunan utama yang direncanakan pada Bendungan Mangge Asi adalah sebagai berikut : a. Bangunan Sipil 1. Bendung & Intake 2. Kolam Penendap Sedimen 3. Saluran Hantar (Waterway) b. Perlengkapan Hidromekanikal 1. Pintu slide gate 2. Saringan sampah (Trashrack) Bendung Bendung berfungsi untuk meninggikan muka air sungai sehingga ketinggian muka air sesuai dengan kebutuhan untuk keperlun lahan irigasi. II - 1

2 Persamaan tinggi energy debit diatas ambang pelimpah adalah sebagai berikut : Dengan : Qd = 3/ 2 Cd. 2/ 3 2/ 3g. b. H (2.1) Qd Cd g b H = debit desain (m3/det) = koefisien debit = percepatan gravitasi = panjang mercu efektif (m) = tinggi energi diatas mercu (m) Bangunan bendung terbuat dari pasangan batu dengan proteksi lapisan beton pada permukaannya, dimana konstruksi menumpu pada pondasi batuan yang mempunyai kekerasan dan daya dukung yang cukup tinggi. 2.2 Kebutuhan Air Irigasi Kebutuhan air Irigasi adalah besarnya debit air yang akan dipakai untuk mengaliri irigasi persawahan. Untuk mengetahui apakah air yang tersedia mampu mengaliri irigasi persawahan yang ada, perlu dihitung neraca air daerah yang bersangkutan. Perhitungan ini dilakukan dengan membandingkan air yang tersedia dengan kebutuhan air yang ada. Data yang diperlukan dalam perhitungan kebutuhan untuk Irigasi adalah : 1. Data klimatologi, meliputi : a. Temperatur bulanan rata-rata ( 0 C) b. Kecepatan angin rata-rata (m/dt) c. Kelembaban udara relatif rata-rata (%) II - 2

3 d. Lamanya penyinaran matahari rata-rata (%) 2. Data curah hujan bulanan (mm) 3. Data debit sungai (m³/dt) 4. Kebutuhan air untuk keperluan pemeliharaan sungai dan lingkungan 5. Kehilangan air Debit Andalan Debit andalan merupakan debit minimum yang ditentukan, yang dapat dipakai untuk memenuhi kebutuhan pembangkit. Dalam hal ini, kemungkinan terpenuhi adalah 80%, artinya ketersediaan debit sungai yang dapat dipergunakan untuk irigasi selama 80% waktu dalam 1 (satu) tahun. Analisis debit andalan ditentukan dengan cara mengurutkan data yang ada dari yang terkecil sampai yang terbesar. Data yang sudah urut lalu dicari peringkatnya, yaitu dengan cara : (2.15) Di mana : m = nomor urut (peringkat) yang menunjukkan debit andalan terpilih n = jumlah data debit Neraca Air Perhitungan neraca air (water balance), yaitu untuk menghitung debit yang tersedia setelah dikurangi kebutuhan air, untuk pemeliharaan sehingga dapat ditentukan ketersediaan air untuk irigasi II - 3

4 2.2.3 Perhitungan Muka Air Banjir (MAB) Rencana Bendung Perhitungan ini sangat penting di lakukan, oleh karena MAB merupakan patokan untuk merencanakan tinggi bangunan intake agar aman terhadap tinggi elevasi banjir rencana. Dengan adanya MAB ini, dapat di hitung berapa kedalaman lantai ruang olakan. Adapun faktor utama yang harus di miliki adalah peta situasi sungai di sekitar bendung, yaitu 1 km ke udik dan 1 km ke hilir serta kearah kiri dan kanan sepanjang 0,50 km dari as rencana bendung. Kemudian profil memanjang sungai tersebut beserta profil melintangnya Gambar 2.1 Peta Situasi Sungai dan Potongan Melintang Sungai Setelah itu yang perlu diperhatikan pula ialah keadaan sungai itu sendiri, tipe-tipe sungai seperti berbatu, pasir, banyak pohon-pohon, berumput dan II - 4

5 sebagainyamempunyai nilai kekasaran yang berbeda.profil memanjang digunakan untuk mencari kemiringan rata-rata sungai. Dengan jalan menjumlahkan kemiringan dari setiap profil dan dibagi dengan jumlah profil di kurangi satu, maka akan di dapat kemiringan rata-rata di sekitar bendung, atau dengan perkataan lain : Dimana : C = koefisien Chezy (koefisien kekasaran sungai) R = jari-jari hidrolis I = kemiringan rata-rata sungai. Bila debit banjir sudah di ketahui, maka akan didapat tinggi air banjir tersebut. Contoh : jumlah profil (n) = 28 II - 5

6 Atau dengan di ketahui debit banjir rencana, kemudian dengan mencoba beberapa tinggi muka air, misalkan setiap setengah meter, maka akan dapat di buat suatu lengkung debit, sehingga tinggi air pada debit rencana dapat di ketahui Gambar 2.2 Lengkung debit 2.3 Analisis Hidrologi Data hidrologi adalah kumpulan keterangan atau fakta mengenai fenomena hidrologi, seperti besarnya curah hujan, temperatur, penguapan, lamanya penyinaran matahari, kecepatan angin, debit sungai, tinggi muka air sungai, kecepatan aliran, konsentrasi sedimen sungai, akan selalu berubah terhadap waktu. Data hidrologi dianalisis untuk membuat keputusan dan menarik kesimpulan mengenai fenomena hidrologi berdasarkan sebagian data tersebut yang II - 6

7 dikumpulkan. Untuk perencanaan bendung, analisis hidrologi yang terpenting, yaitu menentukan debit banjir rencana dan debit andalan Curah Hujan Rencana Berdasarkan peta jaringan stasiun hidrologi, dapat diketahui letak titik data terhadap jaringan keseluruhan dan dapat diwakili oleh data tersebut. Data hujan memuat catatan tinggi hujan harian dari stasiun hujan. Data hujan dapat berasal dari stasiun hujan otomatis ataupun manual. Data hujan dari stasiun hujan otomatis menginformasikan catatan hujan setiap waktu, data ini digunakan untuk analisis distribusi hujan. Dari data hujan yang ada dapat diketahui tinggi hujan pada titik - titik yang ditinjau, dan selanjutnya dapat dipergunakan untuk analisis banjir akibat hujan. Analisis selanjutnya diarahkan untuk memperkirakan besarnya debit banjir dengan berbagai kala ulang kejadian Cara Rata Rata Hitung Cara menghitung rata rata aritmatis (arithmetic mean) adalah cara yang paling sederhana. Metode rata- rata hitung dengan menjumlahkan curah hujan dari semua tempat pengukuran selama satu periode tertentu dan membaginya dengan banyaknya tempat pengukuran. Jika dirumuskan dalam satu persamaan adalah sebagai berikut : (2.16) Di mana: II - 7

8 = curah hujan rata - rata (mm) R1...R2 N = besarnya curah hujan pada masing - masing stasiun (mm) = banyaknya stasiun hujan (Sumber : Sri Harto, Analisis Hidrologi, 1993) Gambar Sketsa Stasiun Curah Hujan Cara Rata rata Hitung Cara Poligon Thiessen Cara ini memperhitungkan luas daerah yang mewakili dari stasiun-stasiun hujan yang bersangkutan, untuk dipergunakan sebagai faktor bobot dalam perhitungan curah hujan rata-rata Rumus : (2.17) II - 8

9 Di mana: = curah hujan rata - rata (mm) R1, R2, Rn = besarnya curah hujan pada masing - masing stasiun (mm) W1,W2,Wn = Faktor bobot masing masing stasiun yaitu % daerah pengaruh terhadap luas keseluruhan (Sumber : Sri Harto, Analisis Hidrologi, 1993) Gambar Pembagian Daerah dengan Cara Poligon Thiessen Perhitungan Curah Hujan Rencana dengan periode Ulang Setelah mendapatkan curah hujan rata - rata dari beberapa stasiun yang berpengaruh di daerah aliran sungai, selanjutnya dianalisis secara statistik untuk mendapatkan pola sebaran yang sesuai dengan sebaran curah hujan rata -rata yang ada. Sebaran yang digunakan dalam perhitungan daerah curah hujan adalah : a. Sebaran normal II - 9

10 Cs = 0 b. Sebaran log normal Ck = 3 Cv (2.18) c. Sebaran Gumbel Cs < 1,1396 ; Ck < 5,4002 d. Sebaran log Pearson III Cs 0 (2.19) (2.20) Dengan : Cs = Koefisien Keruncingan (skewness) Ck = Koefisien Kurtosis Cv = Koefisien Variasi Ri = Curah hujan masing - masing pos (mm) R = Curah hujan rata - rata (mm) S = Standar deviasi Dengan mengikuti pola sebaran yang sesuai, selanjutnya dihitung curah hujan rencana dalam beberapa periode ulang, yang akan digunakan untuk mendapatkan debit banjir rencana. Sebelum menghitung debit banjir, dilakukan uji keselarasan. II - 10

11 Uji keselarasaan dimaksudkan untuk menetapkan apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilih dapat mewakili dari distribusi statistic sample data yang dianalisis. Ada dua jenis keselarasan (Goodness of Fit Test), yaitu uji keselarasan Chi Kuadrat dan Smirnov Kolmogorof. Pada tes ini biasanya yang diamati adalah nilai hasil perhitungan yang diharapkan. 1. Uji keselarasan Chi Kuadrat (2.21) Di mana : x 2 = harga chi kuadrat Oi = jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke - i. Ei = jumlah nilai teoritis pada sub kelompok ke - i G = jumlah sub kelompok Prosedur uji Chi Kuadrat adalah sebagai berikut : Urutkan data pengamatan ( dari besar ke kecil atau sebaliknya ) Kelompokkan data menjadi G sub-grup yang masing - masing beranggotakan minimal empat data pengamatan. Jumlahkan data pengamatan sebesar Oi tiap sub-grup Jumlahkan data dari persamaan distribusi yang digunakan sebesar Ei. II - 11

12 Pada tiap sub group hitung nilai : Jumlah seluruh G sub-grup nilai nilai chi kuadrat hitung ( Oi Ei ) Ei untuk menentukan Tentukan derajat kebebasan dk = G-R-I ( nilai R2 untuk distribusi normal dan binormal) Interprestasi hasil uji sebagai berikut: Apabila peluang > 5 %, maka persamaan distribusi yang digunakan dapat diterima. Apabila peluang < 1 %, maka persamaan distribusi yang digunakan tidak dapat diterima. Apabila peluang 1-5 %, maka tidak mungkin mengambil keputusan, misal perlu data tambahan. Tabel 2.1 Nilai kritis untuk distribusi Chi Kuadrat Dk Derajat Kepercayaan 0,995 0,99 0,975 0,95 0,05 0,025 0,01 0, , , , , ,841 5,024 6,635 7, ,0717 0,0201 0,0506 0,103 5,991 7,378 9,210 10,597 II - 12

13 3 0,100 0,115 0,216 0,352 7,815 9,348 11,345 12, ,207 0,297 0,484 0,711 9,488 11,143 13,277 14, ,412 0,554 0,831 1,145 11,070 12,832 15,086 16, ,676 0,872 1,237 1,635 12,592 14,449 16,812 18, ,989 1,239 1,690 2,167 14,067 16,013 18,475 20, ,344 1,646 2,180 2,733 15,507 17,535 20,09 21, ,735 2,088 2,700 3,325 16,919 19,023 21,666 23, ,156 2,558 3,247 39,40 18,307 20,483 23,209 25, ,603 3,053 3,816 4,575 19,675 21,492 24,725 26, ,074 35,71 4,404 5,226 21,026 23,337 26,217 28, ,565 4,107 5,009 5,892 22,362 24,736 27,688 29, ,075 4,660 5,629 6,571 23,685 26,119 29,141 31, ,601 5,229 6,161 7,261 24,996 27,488 30,578 32, ,142 5,812 6,908 7,962 26,296 28,845 32,000 34, ,697 6,408 7,564 8,672 27,587 30,191 33,409 35, ,265 7,015 8,231 9,390 28,869 31,526 34,805 37, ,844 7,633 8,907 10,117 30,144 32,852 36,191 38, ,434 8,260 9,591 10,851 31,410 34,170 37,566 39, ,034 8,897 10,283 11,591 32,671 35,479 38,932 41, ,643 9,542 10,982 12,338 33,924 36,781 40,289 42, ,260 10,196 11,689 13,091 36,172 38,076 41,638 44, ,886 10,856 12,401 13,848 36,415 39,364 42,980 45,558 II - 13

14 25 10,520 11,524 13,120 14,611 37,652 40,646 44,314 46, ,160 12,198 13,844 15,379 38,885 41,923 45,642 48, ,808 12,879 14,573 16,151 40,113 43,194 46,963 49, ,461 13,565 15,308 16,928 41,337 44,461 48,278 50, ,121 14,256 16,047 17,708 42,557 45,722 49,588 52, ,787 14,953 16,791 18,493 43,773 46,979 50,892 53,672 (Sumber : DR, Ir, Suripin, Sistem Drainase Perkotaan Yang Berkelanjutan, 2004) 2. Uji keselarasan Smirnov Kolmogorof Dengan membandingkan nilai probabilitas untuk tiap variabel dari distribusi empiris dan teoritis didapat perbedaan ( ) tertentu. Tabel 2.2 Nilai delta kritis untuk Uji keselarasan Smirnov Kolmogorof N A 5 0,45 0,51 0,56 0, ,32 0,37 0,41 0, ,27 0,30 0,34 0, ,23 0,26 0,29 0, ,21 0,24 0,27 0,32 II - 14

15 30 0,19 0,22 0,24 0, ,18 0,20 0,23 0, ,17 0,19 0,21 0, ,16 0,18 0,20 0, ,15 0,17 0,19 0,23 n>50 1,07/n 1,22/n 1,36/n 1,693/n (Sumber : CD Soemarto, Hidrologi Teknik, 1999) Untuk mendapatkan debit banjir rencana digunakan curah hujan rencana yang di dapat berdasarkan perhitungan dengan menggunakan jenis sebaran yang cocok Metode Gumbel Setelah mendapatkan curah hujan rata - rata dari beberapa stasiun yang berpengaruh di daerah aliran sungai, selanjutnya dianalisis secara statistik untuk mendapatkan pola sebaran yang sesuai dengan sebaran curah hujan rata -rata yang ada. Sebaran yang digunakan dalam perhitungan daerah curah hujan adalah : Di mana : = hujan harian dengan periode ulang T tahun (mm) = curah hujan rata-rata hasil pengamatan = reduced variate, parameter Gumbel untuk periode T tahun II - 15

16 = reduced mean, merupakan fungsi dari banyaknya data (n) = reduced standar deviasi, merupukan fungsi dari banyaknya data (n) = Standart deviasi = Curah hujan maximum tahun ke i (mm) n = Lamanya pengamatan Tabel 2.3 Reduced Mean (Yn) n ,4952 0,4996 0,5035 0,5070 0,5100 0,5128 0,5157 0,5181 0,5202 0, ,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,5300 0,5820 0,5882 0,5343 0, ,5363 0,5371 0,5380 0,5388 0,5396 0,5400 0,5410 0,5418 0,5424 0, ,5463 0,5442 0,5448 0,5453 0,5458 0,5468 0,5468 0,5473 0,5477 0, ,5485 0,5489 0,5493 0,5497 0,5501 0,5504 0,5508 0,5511 0,5515 0, ,5521 0,5524 0,5527 0,5530 0,5533 0,5535 0,5538 0,5540 0,5543 0, ,5548 0,5550 0,5552 0,5555 0,5557 0,5559 0,5561 0,5563 0,5565 0, ,5569 0,5570 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,5580 0,5581 0,5583 0, ,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,8898 0, ,56 II - 16

17 Tabel 2.4 Reduced Standard Deviation ( S ) n ,9496 0,9676 0,9833 0,9971 1,0095 1,0206 1,0316 1,0411 1,0493 1, ,0628 1,0696 1,0754 1,0811 1,0864 1,0915 1,0961 1,1004 1,1047 1, ,1124 1,1159 1,1193 1,2260 1,1255 1,1285 1,1313 1,1339 1,1363 1, ,1413 1,1436 1,1458 1,1480 1,1499 1,1519 1,1538 1,1557 1,1574 1, ,1607 1,1623 1,1638 1,1658 1,1667 1,1681 1,1696 1,1708 1,1721 1, ,1747 1,1759 1,1770 1,1782 1,1793 1,1803 1,1814 1,1824 1,1834 1, ,1854 1,1863 1,1873 1,1881 1,1890 1,1898 1,1906 1,1915 1,1923 1, ,1938 1,1945 1,1953 1,1959 1, ,1980 1,1987 1,1994 1, ,2007 1,2013 1,2026 1,2032 1,2038 1,2044 1,2046 1,2049 1,2055 1, ,2065 Tabel 2.5 Reduced Variate ( Yt ) Periode Ulang Reduced Variate 2 0, , , , , ,9019 II - 17

18 100 4, , , , , ,9210 (Sumber : CD Soemarto, Hidrologi Teknik, 1999) Metode Distribusi Log Pearson II (2.22) (2.23) Di mana : LogXT = Logaritma curah hujan dalam periode ulang T tahun (mm) = Rata-rata logaritma curah hujan n Cs = Jumlah pengamatan = Koefisien Kemencengan (Sumber : CD Soemarto, Hidrologi Teknik, 1999) II - 18

19 Tabel 2.6 Harga k untuk Distribusi Log Pearson III Periode Ulang ( Tahun ) Kemencengan Peluang ( % ) ( CS ) ,5 0,1 3,0-0,420 1,180 2,278 3,152 4,051 4,970 7,250 0,39S6 2,5-0,360 0,518 1,250 2,262 3,048 3,845 4,652 6,600 2,2-0,330 0,574 1,840 2,240 2,970 3,705 4,444 6,200 2,0-0,307 0,609 1,302 2,219 2,912 3,605 4,298 5,910 1,8-0,282 0,643 1,318 2,193 2,848 3,499 4,147 5,660 1,6-0,254 0,675 1,329 2,163 2,780 3,388 6,990 5, ,225 0,705 1,337 2,128 2,706 3,271 3,828 5, ,195 0,732 1,340 2,087 2,626 3,149 3,661 4,820 1,0-0,164 0,758 1,340 2,043 2,542 3,022 3,489 4,540 0,9-0,148 0,769 1,339 2,018 2,498 2,957 3,401 4,395 0,8-0,132 0,780 1,336 1,998 2,453 2,891 3,312 4,250 0,7-0,166 0,790 1,333 1,967 2,407 2,824 3,223 4,105 0,6-0,099 0,800 1,328 1,939 2,359 2,755 3,132 3,960 0,5-0,083 0,808 1,323 1,910 2,311 2,686 3,041 3,815 0,4-0,066 0,816 1,317 1,880 2,261 2,615 2,949 3,670 0,3-0,050 0,824 1,309 1,849 2,211 2,544 2,856 5,525 II - 19

20 0,2-0,033 0,831 1,301 1,818 2,159 2,472 2,763 3,380 0,1-0,017 0,836 1,292 1,785 2,107 2,400 2,670 3,235 0,0 0,000 0,842 1,282 1,751 2,054 2,326 2,576 3,090-0,1 0,017 0,836 1,270 1,761 2,000 2,252 2,482 3,950-0,2 0,033 0,850 1,258 1,680 1,945 2,178 2,388 2,810-0,3 0,050 0,830 1,245 1,643 1,890 2,104 2,294 2,675-0,4 0,066 0,855 1,231 1,606 1,834 2,029 2,201 2,540-0,5 0,083 0,856 1,216 1,567 1,777 1,955 2,108 2,400-0,6 0,099 0,857 1,200 1,528 1,720 1,880 2,016 2,275-0,7 0,116 0,857 1,183 1,488 1,663 1,806 1,926 2,150-0,8 0,132 0,856 1,166 1,488 1,606 1,733 1,837 2,035-0,9 0,148 0,854 1,147 1,407 1,549 1,660 1,749 1,910-1,0 0,164 0,852 1,128 1,366 1,492 1,588 1,664 1,800-1,2 0,195 0,844 1,086 1,282 1,379 1,449 1,501 1,625-1,4 0,225 0,832 1,041 1,198 1,270 1,318 1,351 1,465-1,6 0,254 0,817 0,994 1,116 1,166 1,200 1,216 1,280-1,8 0,282 0,799 0,945 1,035 1,069 1,089 1,097 1,130-2,0 0,307 0,777 0,895 0,959 0,980 0,990 1,995 1,000-2,2 0,330 0,752 0,844 0,888 0,900 0,905 0,907 0,910-2,5 0,360 0,711 0,771 0,793 1,798 0,799 0,800 0,802-3,0 0,396 0,636 0,660 0,666 0,666 0,667 0,667 0,668 (Sumber : CD Soemarto, Hidrologi Teknik, 1999) II - 20

21 2.3.7 Debit Banjir Rencana Metode untuk mendapatkan debit banjir rencana dapat menggunakan beberapa metode sebagai berikut : Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Haspers Rumus : Qn= α.β.qn A Dimana: Qn = debit banjir rencana (m 2 /dt) α = koefisien pengaliran (Run Off Coeflcient) β = koefisien reduksi (Reduction Coeflcient) qn = banyaknya air yang mengalir tiap km, ( m 3 / dt/ km 2 ) A = luas DAS (Cathment Area), ( km 2 ) Analisis metode ini pada dasarnya merupakan metode empiris dengan persamaan umum sebagai berikut : II - 21

22 Qn =C x β x q x A 1. Koefisien aliran (C) dihitung dengan rumus : Di mana A : Luas DAS (km 2 ) 2. Koefisien Reduksi (p) dihitung dengan rumus : Dimana : β = koefisien reduksi t = waktu konsentrasi (jam) A = luas DAS (km 2 ) 3. Waktu konsentrasi dihitung dengan rumus : Dimana : t = waktu konsentrasi/ lama hujan terpusat (jam) L = panjang sungai (km) 4. Modul maksimum menurut Haspers dirumuskan : Di mana : t = waktu konsentrasi/ lama hujan terpusat II - 22

23 R = curah hujan maksimum rata-rata Sx = simpangan baku (standar deviasi) Rt = curah hujan dengan kala ulang T tahun (mm) 5. Intensitas hujan untuk T < 2 jam Untuk 2 < t < 19 Jam Untuk 19 < t < 30 Jam Dimana : T = waktu konsentrasi / lama hujan terpusat R = curah hujan maksimum rata-rata Sx = simpangan baku (standar deviasi) Metode Analisis Hidrograf Satuan Sintetik Gamma I Cara ini dipakai sebagai upaya untuk memperoleh hidrograf satuan suatu DAS yang belum pernah terukur, dengan pengertian lain tidak tersedia data pengukuran debit maupun data AWLR (Automatic Water Level Recorder) pada suatu tempat tertentu dalam sebuah DAS (tidak ada stasiun hidrometer). II - 23

24 Hidrograf satuan sintetik secara sederhana dapat disajikan empat sifat dasarnyayang masing - masing disampaikan sebagai berikut: 1) Waktu naik ( Time of Rise,TR), yaitu waktu yang diukur dari saat hidrograf mulai naik sampai terjadinya debit puncak. 2) Debit puncak (PeakDischarge, Qp). 3) Waktu dasar (Base Time, TB), yaitu waktu yang diukur dari saat hidrograf mulai naik sampai berakhirnya limpasan atau debit sama dengan nol. 4) Koefisien tampungan (Storage Coefficient), yang menunjukkan kemampuan DAS dalam fungsi sebagai tampungan air. Gambar 2.7 Sketsa Hidrograf Satuan Sintetis Sisi naik hidrograf satuan diperhitungkan sebagai garis lurus sedang sisi resesi ( ressesion climb ) hidrograf satuan disajikan dalam persamaan exponensial berikut : II - 24

25 Di mana : Qt = Debit yang diukur dalam jam ke - t sesudah debit puncak (m 3 /dt) Qp = Debit puncak (m 3 /dt) t = Waktu yang diukur pada saat terjadinya debit puncak (jam) k = Koefisien tampungan dalam jam Di mana : Tr = Waktu naik (jam) L = Panjang sungai (km) SF = Faktor sumber yaitu perbandingan antara jumlah panjang tingkat satu dengan jumlah panjang sungai semua tingkat Gambar 2.8 Sketsa Penetapan Panjang dan Tingkat Sungai II - 25

26 SF = (L1+L1)/ (L1+L1+L2) SIM = Faktor simetri ditetapkan sebagai hasil kali antara faktor lebar (WF) dengan luas relatif DAS sebelah hulu Gambar 2.9 Sketsa Penetapan WF A B A C WF = 0,25 L = 0,75 L = Wu / Wi Di mana : Qp = Debit Puncak (m³/dt) II - 26

27 JN = Jumlah Pertemuan Sungai Di mana : = Waktu Dasar (Jam) S = Landai Sungai Rata Rata SN = Frekuensi sumber yaitu perbandingan antara jumlah segmen sungai-sungai tingkat satu dengan jumlah semua sungai semua tingkat. RUA = Perbandingan antara luas DAS yang diukur di hulu garis yang ditarik tegak lurus garis hubung antara stasiun pengukuran dengan titik yang paling dekat dengan titik berat DAS melewati titik tersebut dengan luas DAS total. RUA = Au / A Gambar 2.10 Sketsa Penetapan RUA II - 27

28 Penetapan hujan efektif untuk memperoleh hidrograf dilakukan dengan menggunakan indeks infiltrasi. Untuk memperoleh indeks ini agak sulit, untuk itu digunakan pendekatan dengan mengikuti petunjuk Barnes (1959). Perkiraan dilakukan dengan mempertimbangkan pengaruh parameter DAS yang secara hidrologi dapat diketahui pengaruhnya terhadap indeks infiltrasi. Persamaan pendekatannya adalah sebagai berikut: Untuk memperkirakan aliran dasar digunakan persamaan pendekatan berikut ini. Persamaan ini merupakan pendekatan untuk aliran dasar yang tetap, dengan memperhatikan pendekatan Kraijenhoff Van Der Leur (1967) tentang hidrograf air tanah. Di mana : QB = Aliran Dasar A = Luas DAS (km²) D = Kerapatan jaringan kuras ( drainage density )/ indeks kerapatan sungai, yaitu perbandingan jumlah panjang sungai semua tingkat tiap satuan luas DAS. Di mana : II - 28

29 k = Koefisien tampungan Metode Passing Capasity Cara ini dipakai dengan jalan mencari informasi yang dipercaya tentang tinggi muka air banjir maksimum yang pernah terjadi. Selanjutnya dihitung besarnya debit banjir rencana dengan rumus : Q = A x V Di mana : Q = Volume banjir yang melalui tampang (m 3 /dt) A = Luas penampang basah (m 2 ) V R I P c B = Kecepatan aliran (m/dt) = Jari - jari hidrolis (m) = Kemiringan sungai = Keliling penampang basah (m) = Koefisien Chezy = Lebar Sungai (m) II - 29

30 A = ( B + Mh ) H A = ( B x H ) P = B + 2H ( 1 + m² ) 0,5 R = A / P P = B + 2H R = A / P Gambar 2.11 Jenis Jenis Penampang 2.4 Bangunan Pembawa Air (Water Ways) Bangunan Pengambilan Air (Intake Structure) Bangunan pengambilan adalah sebuah bangunan berupa pintu air yang terletak di samping kanan atau kiri bendung. Fungsi bangunan ini adalah untuk memasukan air dari sungai dalam jumlah yang diinginkan untuk kebutuhan irigasi. Bangunan pengambilan dilengkapi dengan pintu dan bagian depannya terbuka untuk menjaga, jika terjadi muka air tinggi selama banjir. Besarnya bukaan pintu tergantung dengan kecepatan aliran masuk yang diinginkan. Kecepatan harus kecil ( < 1 m/dt ) agar material sedimen dapat terbuang lagi melalui saringan ( Trash rake ) Elevasi lantai intake diambil minimal satu meter di atas lantai hulu bendung, karena sungai mengangkut pasir dan kerikil. Pada keadaan ini, makin tinggi lantai dari dasar sungai maka akan makin baik, sehingga II - 30

31 pencegahan angkutan dasar masuk ke intake juga makin baik. Tetapi, apabila lantai intake terlalu tinggi maka debit air yang tersadap menjadi sedikit, untuk itu perlu membuat intake ke arah melebar. Agar penyadapan air dapat terpenuhi dan sedimen masuk ke intake dapat terhindari, maka perlu diambil perbandingan tertentu antara lebar dengan tinggi bukaan. Rumus : Qn = 1,2 xq ( 2. 2 ) Di mana : Qn = Debit rencana ( m/dt) Q = Kebutuhan air pembangkit ( m/dt) µ = Koefisien debit a = Tinggi bukaan ( m) b = Lebar bukaan ( m) g = Gaya gravitasi ( m/dt 2 ) z = Kehilangan tinggi energi pada saat bukaan antara 0,15-0,3 m II - 31

32 Gambar 2.1 Bangunan Pengambilan / Intake pada Bendung Kolam Pengendap Sedimen (Sediment Setling Basin) 3 Apabila air dialirkan dari bendung/bangunan pengambilan air (intake dam), perlu dibangun kolam pengendap sedimen (sediment settling basin) di dekat bendung atau di sepanjang saluran primer membatasi masuknya meterial sedimen ( tanah atau pasir ) ke dalam saluran air. Akan tetapi, apabila kolam pengendap tidak dapat dibangun di sekitar bendung mengingat keadaan geografis atau sebab-sebab lainnya, maka kolam tersebut dapat dibuat sedikit lebih jauh dari bendung tersebut. Kolam pengendap ini pada umumnya harus dibangun sedemikian rupa sehingga tanah dan pasir dapat sepenuhnya mengendap dengan jalan melebarkan penampang saluran air dan membatasi kecepatan air sampai cm/detik. Seringkali dibuat pipa kuras dan dipasang pintu atau balok tahan II - 32

33 (stop log) untuk menguras tanah yang tertimbun dalam kolam pengendap sedimen. Gambar 2.2 Skema Kantong Lumpur (Sand Trap) Untuk menghitung ukuran bak pembersih di tetapkan rumus : tinggi air dalam bak = h (meter) Q = B.h.v.m³/det. (2.3) Dimana : B = Lebar Bak m (meter) h = Tinggi air dalam bak m (meter) v = Kecepatan air dalam bak (meter/detik) Bila kecepatan turun dari butir tertentu adalah ω, maka waktu untuk butir tersebut tiba di dasar bak adalah : t = h (2.4) Dengan demikian panjang bak harus diambil : L = v.t = v. h (2.5) Di mana : Q = Debit yang hendak diambil dari sungai II - 33

34 ω = kecepatan turun dari butir tertentu, yang ditetapkan (Gambar 2.2) v = Kecepatan air dalam bak (meter/detik) h = Tinggi air dalam bak m (meter) Gambar 2.3 Grafik kecepatan turun butir Bangunan Saluran Hantar Saluran primer adalah konstruksi (structure) yang menyalurkan air dari bangunan pengambilan air (intake) ke saluran sekunder atau bangunan lain untuk keperluan jaringan irigasi. Biasanya yang dinamakan saluran atas adalah jalanan air (water way) dari bangunan pengambilan air sampai tangki pendatar (surge tank), atau tempat mulainya pipa pesat (penstock). Ada berbagai macam saluran atas, antara lain terowongan, saluran terbuka dan saluran tertutup. Apabila saluran atas harus memotong sungai, lembah, dan II - 34

35 semacamnya, maka dibuatlah bangunan salur air (aqueduct) atau sifon (syphon), sesuai dengan keadaan setempat. Penampang saluran atas lazimnya berbentuk bulat atau tapal kuda (horse shoe), terutama untuk jenis terowongan ; bentuk segi empat atau bentuk berkaki (pedestal) dipakai pada saluran terbuka dan saluran tertutup. Terowongan terbagi atas terowongan tekan dan terowongan tanpa tekan. Yang disebut pertama berpenampang bulat dan dibuat dari beton bertulang. Apabila tekanan air yang direncanakan relatif kecil, keadaan geologinya baik dan tekanan air di dalam terowongan dapat dibebankan pada batuan aslinya, maka terowongan tersebut dapat dibuat dengan beton biasa, dan penampangnya dapat berbentuk sepatu kuda. Dalam perhitungan hidrolik dari saluran air ini dapat dipakai rumus Manning: V = 1 R 2 / 3 I 1/ 2 (2.6) di mana : V = kecepatan rata-rata η = koefisien kekasapan (coefficient of roughness) R = jari jari hidrolik I = gradient hidrolik II - 35